中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授郭光燦帶領(lǐng)的中科院量子信息重點實驗室，在量子密鑰分發(fā)的研究方面取得重要進(jìn)展。該實驗室的教授韓正甫及合作者王雙、銀振強(qiáng)、何德勇、陳巍等，實現(xiàn)了830公里光纖信道量子密鑰分發(fā)，將安全傳輸距離的世界紀(jì)錄提升了200余公里，向?qū)崿F(xiàn)千公里陸基量子保密通信邁出了重要的一步。1月17日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表在Nature Photonics上。
量子密鑰分發(fā)基于量子物理的原理，在信息論安全的層面上提供了竊聽可感知的密鑰分發(fā)手段。光量子是量子信息的天然載體，但線路中不可避免的損耗限制了量子密鑰分發(fā)的安全距離，這是制約廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)部署和應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。因此，如何延長光量子密鑰分發(fā)直接傳輸?shù)陌踩嚯x，成為當(dāng)前頗具挑戰(zhàn)的難點和焦點之一。
2018年，研究提出的雙場協(xié)議，突破了原有的理論極限，但其理論的完善和實驗技術(shù)的開拓極具挑戰(zhàn)性。2019年，郭光燦、韓正甫研究組首先提出了免相位后選擇的雙場類協(xié)議【Physical Review Applied, 11, 034053(2019)】，并首次在300公里光纖信道中驗證了此類協(xié)議的可行性【Physical Review X, 9, 021046(2019)】。
經(jīng)過2年多的探索，郭光燦、韓正甫團(tuán)隊提出了改進(jìn)的四相位調(diào)制雙場協(xié)議，并進(jìn)一步提升了獨立光源的鎖相穩(wěn)頻技術(shù)、高帶寬信道相位補償技術(shù)以及高信噪比的單光子探測信號甄別技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，將光纖雙場量子密鑰分發(fā)的安全傳輸距離延長至830公里以上。相比于國內(nèi)外其他研究團(tuán)隊的工作，該成果不僅將傳輸距離從五、六百公里大幅提升至八百余公里，而且將安全碼率提升了50～1000倍，為實現(xiàn)千公里量級陸基廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)邁出了重要一步。
研究工作得到科技部、國家自然科學(xué)基金、中科院、教育部和安徽省的支持。上海大學(xué)等參與研究。
